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PWM控制同相Buck-BoostDC-DC转换器研究与设计
资料介绍
随着便携式电子设备的广泛使用并且具有多项功能，要求具有高效的电源管理解决方案来延长电池的使用寿命。电源管理系统为了产生一个固定的电源电压，而此时电源电压介于电池充分充电的电压与电池未充分放电的电压范围之间，比如锂离子电池，当输入为2.7V到4.2V时，输出为3.3V，达到这种要求最佳的解决方法就是采用高效率，同相Buck-Boost DC-DC转换器。本文在对传统与三模式升降压转换器对比分析的基础上，基于Vis偏移电压的三角波与基于Vs选通信号的锯齿波的两种控制方式，分析了三种模式升降压转换器的工作原理与详细控制方式，选择Vs选通信号的锯齿波控制方式完成对功率管开关的控制，并以更少的电路资源与更精确的模式转换实现转换器三种模式的无缝隙切换；其次对转换器功率级参数以及驱动电路进行优化设计，并利用开关电路平均法对转换器工作在连续导通模式下的降压、降压/升压、升压进行线性化等效建模，推导出功率级与环路的传输特性，并针对此特性进行了环路稳定性设计：最后将稳定性分析与系统分析结果落实到电路设计中，完成系统复杂特性与效率分析。
采用CSMC0.5um CMOS工艺，运用Cadence Spectre软件，对系统进行了仿真验证。系统开关频率为lMHz，设计效率为87%，仿真获得的典型负载下的最大效率为86%；输入电压2.7~4.2V、输出电压可达到在1.5~5V之间变化。稳态时的开关纹波对于5V为20mV，3.3V为l6mV。同时在完成系统设计和电路设计的基础上，进行了系统版图的规划和布局，以及完成了版图设计。
关键词：降压/升压，四开关，脉冲宽度调制，连续导通模式，三模式转换
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